ダニエル・ペレツ

メインコンテンツにスキップ グローバルメニューにスキップ | フッターにスキップ メニューボタン 対象者別 ">入学希望の方">卒業生の方">地域・一般の方">企業・メディアの方">在学生">教職員 探す アクセス Language JP EN TOPニュース・イベント【研究発表】鉄欠乏環境で耐え忍ぶための光合成反応：isiA遺伝子の多様な発現機構と機能の解明https://www.tmu.ac.jp/news/topics/30378.html 2020.10.16 【研究発表】鉄欠乏環境で耐え忍ぶための光合成反応：isiA遺伝子の多様な発現機構と機能の解明 報道発表 発表のポイント 集光性色素タンパク質（注1）は、光合成に必要な光エネルギーを集め、光化学系に供給する重要な役割を持っています。シアノバクテリア（注2）が鉄欠乏条件下で発現させる集光性色素タンパク質IsiAは種間で数が異なり、4種類もつ種も存在しますが、その多様性の理由は不明でした。 4種類のisiA遺伝子をもつシアノバクテリアAnabaena sp. PCC 7120の鉄欠乏条件下において、野生株からはIsiA1、isiA1遺伝子欠損株からはIsiA2とIsiA3が発現することと、各タンパク質が光化学系Iタンパク質（PSI）に結合し、励起エネルギーを供給することを明らかにしました。 1つのisiA遺伝子が使えなくても代わりのisiA遺伝子が発現することにより、鉄欠乏という貧栄養下を生き抜く術をAnabaenaが持つことを見出しました。 　岡山大学異分野基礎科学研究所の長尾遼特任講師、神戸大学大学院理学研究科の秋本誠志准教授、東京都立大学大学院理学研究科の得平茂樹准教授らの共同研究グループは、理化学研究所環境資源科学研究センターの堂前直ユニットリーダーらと共に、シアノバクテリアAnabaena sp. PCC 7120の鉄欠乏状態において誘導されるIsiAタンパク質の発現解析および時間分解蛍光分光法（注3）を用いた励起エネルギー伝達解析に成功しました。この結果から、IsiAタンパク質が選択的な発現制御機構を持ち、光合成光化学反応に必要な励起エネルギー供給を担っていることが明らかになりました。本研究成果は10月15日、欧州の科学雑誌「Biochimica et Biophysica Acta - Bioenergetics」にオンラインで掲載されました。　本研究成果は、「鉄欠乏という貧栄養環境の中でいかにして光合成生物は耐え忍ぶのか？」、という問いに対して知見を与えるものです。光合成生物は貧栄養下において光合成装置を調整し、必要最低限の光合成反応を駆動する必要があります。IsiAの多様な発現は生存戦略の一環であると考えられます。 発表内容 ＜現状＞ 　光合成とは、太陽の光エネルギーを利用して水・二酸化炭素から炭水化物と酸素を合成する反応です。光化学系I（PSI）・光化学系II（PSII）と呼ばれる膜タンパク質複合体が光合成反応の中心であり、光エネルギーを有用な化学エネルギーへと変換する役割を担います。光化学系タンパク質は陸上植物・藻類・シアノバクテリアでほぼ同じですが、光化学系タンパク質に結合し、光エネルギーを供給する集光性色素タンパク質は極めて多様性に富んでいます。この多様な集光性色素タンパク質が、生育に必要な光エネルギーを集め、光化学系に供給することにより、光合成反応を駆動しています。至適生育環境であれば難なく通常の光合成反応を進めるのですが、環境の変化などにより貧栄養下にさらされた場合は光合成反応装置を再編成・最適化する必要があります。シアノバクテリアでは生育に必要な鉄が減ることにより特有な集光性色素タンパク質iron-stress-induced A (IsiA)を発現することが知られています。発現したIsiAはPSIに結合し、光励起エネルギーを供給します。興味深い点は、IsiAの種類がシアノバクテリア種間で異なるということです。基本的にはIsiAは1種類なのですが、いくつかのシアノバクテリアでは4種類持つものも存在します。ではなぜこのようなIsiAの多様性が生じたのでしょうか？その詳細は全く不明でした。 ＜研究成果の内容＞ 　長尾特任講師、秋本准教授、得平准教授らの共同研究グループは、堂前直ユニットリーダーらと共に、isiA遺伝子を4つ持つシアノバクテリアAnabaena sp. PCC 7120の鉄欠乏状態において発現されるIsiAタンパク質の選択的な発現メカニズムおよびそれらIsiAからPSIへの励起エネルギー伝達機構の解明に成功しました。鉄欠乏条件下においてIsiA1が優先的に発現する一方、isiA1遺伝子が不活性化した際にはIsiA2およびIsiA3が発現することを見出しました（図A）。発現したIsiAはクロロフィルやカロテノイドを持ち、数十～数百ピコ秒でPSIへ励起エネルギー伝達します。このとき、少なくともIsiA1からPSIへは2つのエネルギー伝達経路、IsiA2とIsiA3からは1つのエネルギー伝達経路が存在することがわかりました（図B）。このようなIsiAタンパク質の選択的な発現および励起エネルギー伝達機構により、このシアノバクテリアは鉄欠乏という貧栄養下において光合成反応を上手く調節しているのかもしれません。 ＜社会的な意義＞ 　太陽光を利用したクリーンエネルギーの活用は、エネルギー問題や環境問題の解決につながる非常に重要な事柄です。IsiAはシアノバクテリア特有の集光性色素タンパク質であり、他の光合成生物の集光性色素タンパク質と比べ、励起エネルギー伝達機構が異なると考えられています。IsiAの光捕集機構をより詳細に理解することは、太陽光エネルギーを効率よく集める分子配置の設計に指針を提供する可能性があります。将来的には、得られた知見を利用することで、太陽光エネルギーの成分の選択的利用に基づいたエネルギー利用デバイスの創出が期待されます。 図. AnabaenaのIsiA1, 2, 3の発現モデル(A)および励起エネルギー伝達経路(B)。IsiAとPSIにはエネルギーの異なるクロロフィル（Chl）が存在する。 論文情報 論 文 名：“Molecular organizations and function of iron-stress-induced-A protein family in Anabaena sp. PCC 7120”「アナベナisiA遺伝子の発現分子機構と機能」掲 載 紙：Biochimica et Biophysica Acta - Bioenergetics著 　者：Ryo Nagao, Makio Yokono, Yoshifumi Ueno, Takehiro Suzuki, Koji Kato, Ka-Ho Kato, Naoki Tsuboshita, Tian-Yi Jiang, Naoshi Dohmae, Jian-Ren Shen, Shigeki Ehira, and Seiji AkimotoD O I：https://doi.org/10.1016/j.bbabio.2020.148327 研究資金 　本研究は、日本学術振興会「基盤研究」（課題番号：JP20K06528、JP20H02914）、日本学術振興会「萌芽研究」（課題番号：JP19K22290）、日本学術振興会「新学術領域研究（研究領域提案型）」（課題番号：JP19H04726、JP17H06433、JP16H06553）の支援を受け実施しました。 補足・用語説明 注1：集光性色素タンパク質　クロロフィルやカロテノイドなどの色素を結合した、太陽光エネルギーを集める役割を持つタンパク質です。光合成生物の種類に応じて異なる集光性色素タンパク質が存在します。 注2：シアノバクテリア　藍色細菌、あるいは藍藻とも呼ばれ、原核生物に分類されます。単細胞ながら、植物と同じように光合成を行います。地球上へ生命が誕生した初期に出現し、光合成を通して大気中に酸素を生産し続けた生物です。 注3：時間分解蛍光分光法　パルスレーザーを色素に照射した後、色素から発せられる蛍光の変化をフェムト秒（10-15秒）からピコ秒（10-12秒）の時間分解能で追跡する方法です。光エネルギーを吸収した直後の色素分子の挙動だけではなく、分子が置かれた環境に関するさまざまな物理化学的情報を解析するための非常に有用な分光法です。この手法により、集光性色素タンパク質の色素分子の役割を明らかにします。 報道発表資料(368KB) 元のページに戻る 最新のニュース 2024.05.29 お知らせ 【重要】2024年度前期　一般学生　授業料減免申請 追加申請受付について 2024.05.24 お知らせ 【研究発表】一度の激しい運動がその後の身体活動量と体温を下げ体重を増やしてしまう 2024.05.17 お知らせ 【研究発表】溶液と固体の状態で円偏光を発光するキラルな亜鉛錯体の開発に成功－溶液と個体とで円偏光の回転方向が反転　新たな発光デバイスへの応用に期待－ 2024.05.16 お知らせ 【研究発表】過去77年間の小笠原諸島の植生変化を解明 －過去の人為的攪乱の履歴が、生態系の復元可能性に影響－ 2024.05.13 お知らせ 【研究発表】電気を流し、室温強磁性を示す希土類酸化物を発見－スピントロニクス材料としての応用に期待－ Page top 大学について学部・大学院教育の特長研究・産学公連携国際展開・留学学生生活・キャリア入試案内キャンパス・施設案内ニュース・イベントHOT TOPICS教員紹介 入学希望の方卒業生の方地域・一般の方企業・メディアの方在学生教職員 お問い合わせ関連リンクサイトマップサイトポリシープライバシーポリシーソーシャルメディアポリシーWEBマガジンメトロノワ調達・契約情報 ©2024 Tokyo Metropolitan Public University Corporation Follow Us都立大X都立大Channel Open/Close大学についてOpen/Close大学の目的・使命学長メッセージ学長メッセージ ＜メディア＞TMU Vision 2030Open/Close大学概要沿革組織図センター・機構学生数教職員数学則・規則施設概要設置認可申請書等東京都立大学の評価活動について数字で見る東京都立大学動画で見る東京都立大学シンボルマーク大学の校歌Open/Close教育情報の公表大学の教育研究上の目的・３ポリシー教育の3つのポリシー（学部）教育の3つのポリシー（大学院）教育研究上の基本組織アセスメント・ポリシー大学院（専門職大学院を除く）の学位論文審査基準授業に関すること成績評価基準、卒業・修了認定基準等メディア掲載Open/Close学部・大学院人文社会学部法学部経済経営学部理学部都市環境学部システムデザイン学部健康福祉学部Open/Close大学院 研究科・専攻一覧人文科学研究科法学政治学研究科経営学研究科理学研究科都市環境科学研究科システムデザイン研究科人間健康科学研究科大学院分野横断プログラム再編前の学部・大学院Open/Close教育の特長Open/Close革新的なカリキュラム基礎科目群教養科目群基盤科目群キャリア教育・インターンシッププログラム文理の枠を超えた履修推奨科目副専攻グローバル教育教職課程・学芸員養成課程文理教養プログラム学びのスタイル副専攻教職課程・学芸員養成課程教育基盤強化事業Open/Close教育改革推進事業首都大学東京 教育改革推進事業 FD活動都立大の教学IR ~Institutional Research~ベスト・ティーチング・アワードOpen/Close研究・産学公連携Open/Close研究センター、リサーチコア宇宙理学研究センター生命情報研究センター水道システム研究センター子ども・若者貧困研究センターソーシャルビッグデータ研究センター金融工学研究センター水素エネルギー社会構築推進研究センター医工連携研究センター量子物質理工学研究センターエネルギーインテグリティーシステム研究センター島嶼火山・都市災害研究センターコミュニティ･セントリック･システム研究センター言語の脳遺伝学リサーチコアサービスロボットインキュベーションハブリサーチコア（略称：serBOTinQ)高度研究東京都立大学 若手研究者等選抜型研究支援特別栄誉教授等制度・特別招聘教授制度共同研究・受託研究・学術相談・特定研究寄附金知的財産大学等発ベンチャー支援産学公連携スペース TMU Innovation Hub研究力強化推進プロジェクトローカル5G環境を活用した最先端研究都立大の先端研究に迫る傾斜的研究費一覧Open/Closeコンプライアンス・内部統制研究費の不正使用防止に対する取組（相談窓口・通報窓口の案内はこちら）研究活動の不正行為等防止に対する取組（通報窓口の案内はこちら）研究倫理利益相反マネージメント安全保障輸出管理Open/Close国際展開・留学多彩な留学制度／留学プログラムグローバル人材育成についてGlobal Discussion Camp（GDC）国連アカデミック・インパクト外国人留学生支援Open/Close国際交流協定協定校一覧（全学）(250KB)協定校一覧（部局間）(346KB)国際化基本方針国際化推進体制理学部生命科学科　英語課程 英語で学位が取得できるプログラムPickup！都立大の国際化 「東京都立大学ならではの体験ができる交換留学制度――異文化を肌で感じた記憶はその後の人生を変える」By 朝日新聞Thinkキャンパス広告記事Open/Close学生生活・キャリアOpen/Close学修サポート学生の修学支援主体的学修支援セミナーTA（ティーチングアシスタント）等Open/Close学生サポート学生相談室保健室ダイバーシティ推進室ボランティアセンター保険の加入学生課Open/Close施設の利用図書館連絡バス美術館の無料入場等学生寮などOpen/Closeキャンパスライフ学生広報チームpresents動画クラブ＆サークルFIND YOURSELF AT TMU(2.2MB)都立大生の1日VLOG！理系・文系の学生比べてみたBy朝日新聞YouTubeチャンネル【土佐兄弟の大学ドコイク】Open/Closeキャリア・就職キャリア支援・各種サポートキャリア支援課大学院進学Pickup！キャリア支援 「1年次から履修可能な現場体験型のキャリア授業で、未来の自分を考える」By 朝日新聞Thinkキャンパス広告記事学費・減免制度・奨学金制度等Open/Close入試案内Open/Close学部入試アドミッション・ポリシー学部入試概要【2024年5月24日更新】外部英語検定試験の利用について（2025年度以降一般選抜）インターネット出願入学者選抜要項・学生募集要項入試Q&A一般選抜の入試結果【2024年5月27日更新】(133KB)多様な選抜の入試結果【2024年4月26日更新】(146KB)募集人員【2023年7月7日更新】(313KB)オープンキャンパス・説明会資料請求・お問い合わせ入学考査料・入学料・授業料Open/Close学部入試制度改正2024年度2025年度2026年度Open/Close大学院入試大学院のシステムアドミッションポリシー大学院入試概要大学院学生募集要項大学院進学後の進路状況入学考査料・入学料・授業料資料請求・お問い合わせ大学案内・大学院案内Open/Closeキャンパス・施設案内キャンパスマップCampus Gallery図書館光の塔牧野標本館交通アクセスエコキャンパス・グリーンキャンパス電力使用状況イベントカレンダー教員紹介 入学希望の方卒業生の方地域・一般の方企業・メディアの方在学生 お問い合わせ関連リンクサイトマップサイトポリシープライバシーポリシーソーシャルメディアポリシーWEBマガジンメトロノワ調達・契約情報 JP EN Follow Us都立大X都立大Channel